媒体编解码器MediaCodec

1.介绍MediaCodec类

2.创建MediaCodec的方式

3.MediaCodec流程

（1）配置编码参数

（2）创建编码器

（3）创建混合器

（4）开始编码

4.MediaCodec编码的工作方式

5.MediaCodec状态周期图

6.使用缓冲区的异步和同步处理

7.录制纯视频demo

1.介绍MediaCodec类

final public class MediaCodec

MediaCodec类可以访问底层媒体编解码框架（Stage或OpenMAX），即编解码组件。通常与MediaExtractor、MediaSync、MediaMuxer、Image、Surface和AudioTrack一起使用。它本身并不是Codec，它通过调用底层编解码组件获得了Codec的能力。

2.创建MediaCodec的方式

创建MediaCodec（按格式创建）：

MediaCodec createDecoderByType(String type):创建编码器。
MediaCodec createEncoderByType(String type):创建解码器。
type:数据解析阶段的mimeType,如”video/avc“。

创建MediaCodec（按Codec名字创建）：

MediaCodec createByCodecName(String name)。
OMX.google.h264.decoder:软解码
OMX.MTK.VIDEO.DECODER.AVC:硬解码

3.MediaCodec流程

（1）配置编码参数

视频类型的Mediaformat

可以通过如下代码创建视频类型Mediaformat：

MediaFormat videoFormat = MediaFormat.createVideoFormat(videoType, width, height);

videoType常用的有两种:

MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC（H.264）
MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_HEVC（H.265）

以下配置是必须要指定的，否则会报错。

            MediaFormat format = MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC, width, height);//色彩空间format.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT,MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatYUV420SemiPlanar);//码率format.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE,500_000);//帧率fpsformat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE,20);//关键帧间隔format.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL,2);

音频类型的Mediaformat

可以通过如下代码创建音频类型Mediaformat：

MediaFormat.createAudioFormat(audioType, sampleRate, channelCount);

audioType：常用的是MediaFormat.MIMETYPE_AUDIO_AAC;
sampleRate：采样率
channelCount：声道数

以下配置是必须要指定的，否则会报错。

//音频比特率（码率）
audioFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 96000);

（2）创建编码器

配置解码器或者编码器configure函数

public void configure( @Nullable MediaFormat format,

@Nullable Surface surface,
@Nullable MediaCrypto crypto,

@ConfigureFlag int flags)

函数的参数介绍：

MediaFormat format：输入数据的格式(解码器)或输出数据的所需格式(编码器)。传null等同于传递MediaFormat.MediaFormat作为空的MediaFormat。
Surface surface：指定Surface，用于解码器输出的渲染。如果编解码器不生成原始视频输出(例如，不是视频解码器)和/或想配置解码器输出ByteBuffer，则传null。
MediaCrypto crypto：指定一个crypto对象，用于对媒体数据进行安全解密。对于非安全的编解码器，传null。
int flags：当组件是编码器时，flags指定为常量CONFIGURE_FLAG_ENCODE。

使用示例：

            mediaCodec=MediaCodec.createEncoderByType(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC);mediaCodec.configure(format,null,null,MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);mediaCodec.start();

（3）创建混合器

创建混合器MediaMuxer函数

 public MediaMuxer(@NonNull String path, @Format int format)

函数的参数介绍：

path:输出文件的路径
format:输出的格式

示例代码：

            mMuxer=new MediaMuxer(path,MediaMuxer.OutputFormat.MUXER_OUTPUT_MPEG_4);mMuxer.setOrientationHint(degress);

（4）开始编码

介绍MediaCodec编码用到的四个方法：
1. dequeueInputBuffer

返回用于填充有效数据的输入buffer的索引，如果当前没有可用的buffer，则返回-1。

public final int dequeueInputBuffer(long timeoutUs)

函数的参数介绍：

long timeoutUs：等待可用的输入buffer的时间。
如果timeoutUs == 0，则立即返回。
如果timeoutUs < 0，则无限期等待可用的输入buffer。
如果timeoutUs > 0，则等待“timeoutUs”微秒。

2. queueInputBuffer

在指定索引处填充输入buffer后，使用queueInputBuffer将buffer提交给组件。

public native final void queueInputBuffer(
int index,
int offset, int size, long presentationTimeUs, int flags)

int index：以前调用dequeueInputBuffer(long)返回的输入buffer的索引。
int offset：数据开始时输入buffer中的字节偏移量。
int size：有效输入数据的字节数。
long presentationTimeUs：此buffer的PTS(以微秒为单位)。
int flags：一个由BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG和BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM标志组成的位掩码。虽然没有被禁止，但是大多数codec并不对输入buffer使用BUFFER_FLAG_KEY_FRAME标志。

3. dequeueOutputBuffer

从MediaCodec获取输出buffer。

public final int dequeueOutputBuffer(
@NonNull BufferInfo info, long timeoutUs)

BufferInfo info：输出buffer的metadata。
long timeoutUs：含义同dequeueInputBuffer中的timeoutUs参数。
返回值：已成功解码的输出buffer的索引或INFO_*常量之一(INFO_TRY_AGAIN_LATER, INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED 或 INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED)。返回INFO_TRY_AGAIN_LATER而timeoutUs指定为了非负值，表示超时了。返回INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED表示输出格式已更改，后续数据将遵循新格式。

4. releaseOutputBuffer

使用此方法将输出buffer返回给codec或将其渲染在输出surface。

public void releaseOutputBuffer (int index, boolean render)

index：以前调用dequeueOutputBuffer(long)返回的输入buffer的索引。
boolean render：如果在配置codec时指定了一个有效的surface，则传递true会将此输出buffer在surface上渲染。一旦不再使用buffer，该surface将把buffer释放回codec。

示例代码：

 public void queueEncode(byte[] buffer){if(!isRecording){Log.e("xxx","没开始录制");return;}Log.e("xxx","开始录制");mHandler.post(new Runnable() {@Overridepublic void run() {//立即得到有效输入缓冲区int index=mediaCodec.dequeueInputBuffer(0);if(index>=0){ByteBuffer inputBuffer=mediaCodec.getInputBuffer(index);inputBuffer.clear();inputBuffer.put(buffer,0,buffer.length);//填充数据后再加入队列mediaCodec.queueInputBuffer(index,0,buffer.length,System.nanoTime()/1000,0);}while (true){//获取输出缓冲区（编码后的数据从缓冲区获取）MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();int encoderStatus = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo, 10_000);//稍后重试if(encoderStatus== MediaCodec.INFO_TRY_AGAIN_LATER){break;}else if(encoderStatus==MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED){//输出格式发生变化 第一次总会调用，所以在这里开启混合器MediaFormat newFormat=mediaCodec.getOutputFormat();videoTrack=mMuxer.addTrack(newFormat);mMuxer.start();}else if(encoderStatus==MediaCodec.INFO_OUTPUT_BUFFERS_CHANGED){//可以忽略}else{//正常则encoderStatus 获取缓冲区下标ByteBuffer encodedData=mediaCodec.getOutputBuffer(encoderStatus);//如果当前的buffer是配置信息，不管它，不用写出去if((bufferInfo.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG)!=0){bufferInfo.size=0;}if(bufferInfo.size!=0){//设置从哪里开始读数据（读出来就是编码后的数据）encodedData.position(bufferInfo.offset);//设置能读数据的总长度encodedData.limit(bufferInfo.offset+bufferInfo.size);//写出为MP4mMuxer.writeSampleData(videoTrack,encodedData,bufferInfo);}//释放这个缓冲区，后续可以存放新的编码后的数据mediaCodec.releaseOutputBuffer(encoderStatus,false);}}}});}

4.MediaCodec编码的工作方式

简单来说，可以看做是一个生产者-消费者模式，在MediaCodec里面有两个队列，一个是输入队列，一个是输出队列，数据放入输入队列，MediaCodec拿出数据进行编码，把编码完的数据放入输出队列。

5.MediaCodec状态周期图

在MediaCodec的生命周期内存在3种状态，即Stopped、Executing和Released。

Stopped状态还可处于三个状态：Uninitialized、Configures和Error。

Executing状态概念上的进展通过3个子状态进行：Flushed、Running和end-of-Stream。

MediaCodec状态周期图如下图：

6.使用缓冲区的异步和同步处理

使用缓冲区的异步处理：

在异步模式下，媒体编解码器通常像这样使用：

MediaCodec codec = MediaCodec.createByCodecName(name);MediaFormat mOutputFormat; // member variablecodec.setCallback(new MediaCodec.Callback() {@Overridevoid onInputBufferAvailable(MediaCodec mc, int inputBufferId) {ByteBuffer inputBuffer = codec.getInputBuffer(inputBufferId);// fill inputBuffer with valid data…codec.queueInputBuffer(inputBufferId, …);}@Overridevoid onOutputBufferAvailable(MediaCodec mc, int outputBufferId, …) {ByteBuffer outputBuffer = codec.getOutputBuffer(outputBufferId);MediaFormat bufferFormat = codec.getOutputFormat(outputBufferId); // option A// bufferFormat is equivalent to mOutputFormat// outputBuffer is ready to be processed or rendered.…codec.releaseOutputBuffer(outputBufferId, …);}@Overridevoid onOutputFormatChanged(MediaCodec mc, MediaFormat format) {// Subsequent data will conform to new format.// Can ignore if using getOutputFormat(outputBufferId)mOutputFormat = format; // option B}@Overridevoid onError(…) {…}@Overridevoid onCryptoError(…) {…}});codec.configure(format, …);mOutputFormat = codec.getOutputFormat(); // option Bcodec.start();// wait for processing to completecodec.stop();codec.release();

使用缓冲区的同步处理：

媒体编解码器在同步模式下通常这样使用：

MediaCodec codec = MediaCodec.createByCodecName(name);codec.configure(format, …);MediaFormat outputFormat = codec.getOutputFormat(); // option Bcodec.start();for (;;) {int inputBufferId = codec.dequeueInputBuffer(timeoutUs);if (inputBufferId >= 0) {ByteBuffer inputBuffer = codec.getInputBuffer(…);// fill inputBuffer with valid data…codec.queueInputBuffer(inputBufferId, …);}int outputBufferId = codec.dequeueOutputBuffer(…);if (outputBufferId >= 0) {ByteBuffer outputBuffer = codec.getOutputBuffer(outputBufferId);MediaFormat bufferFormat = codec.getOutputFormat(outputBufferId); // option A// bufferFormat is identical to outputFormat// outputBuffer is ready to be processed or rendered.…codec.releaseOutputBuffer(outputBufferId, …);} else if (outputBufferId == MediaCodec.INFO_OUTPUT_FORMAT_CHANGED) {// Subsequent data will conform to new format.// Can ignore if using getOutputFormat(outputBufferId)outputFormat = codec.getOutputFormat(); // option B}}codec.stop();codec.release();